第三十九讲何祚庥与听众互动

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1.各种各样的太阳能中，哪一种更具发展前景？您关注多个领域问题方面的出发点，即核心思想是什么？

【听众A】：尊敬的何院士，我请教两个问题，我知道能源是人类未来五十年面临的最大问题，有一个诺贝尔获奖者说过第一个问题是能源问题，关注能源问题是非常重要的。你刚才说到聚光太阳能，在四五年前华侨大学有一个教授的一个小作品和这个有关，他指导的学生获得了全国大学生科技作品一等奖。我现在想问两个问题，我们知道有各种各样的太阳能，哪一种更有发展前景？另外，何老先生，我知道你涉及的领域非常广，既关注自然科学，也关注社会科学。既关注社会问题问题，也关注经济问题。甚至早年还参加过革命运动。你关注这么多问题的核心思想是什么？谢谢！

    【何祚庥】：非常好的问题，他刚刚一讲这个问题，我就把这个图拿出来了，这个图作了一些回答，这个图就是说怎么样提高太阳能电池板的发电效率。最高的发电效率是40%以上。下面是35%、33%、32%，现在通用的是14%～16%左右。我现在推荐的是N型的硅基光电池，发电效率是23%～25%。40%的效率是很高，所用材料是砷化镓。砷化镓的价格是单晶硅的一两百倍，砷化镓发电需要有效益就一定要一千倍聚光。我现在推荐的8倍聚光，对较廉价的N型硅基电池，就可以获得经济效益。一千倍聚光需要高精度地对准太阳。

怎样才能做到高精度地像向日葵一样，正面面对太阳？一般是要测量太阳在什么方位，然后调节控制。但我们是物理学家、天文学家。地球绕太阳的规律，用牛顿力学可以算准到七八位数字，非常精确。，我们现在的控制系统是把牛顿的公式加在芯片里面，保证一百年两百年都是正面对着太阳。对准太阳有一个对准的精度问题。像八倍聚光、十六倍聚光，精度差一、二度无所谓。但一千倍聚光就要求有千分之一度的精度。大规模应用必须要保证这个问题妥善解决。这有一点难度。在理论上实现高精度的跟踪是没有问题的。但实施起来，如何保证跟踪的高精度，有一些难点。和在座的同志们，我们共同研究这种重大问题。八倍聚光的散热已经很困难了，一千倍聚光的散热怎么做到？原则上可以做到，需要很多复杂的技术，成本不低。在目前的阶段选择低倍聚光技术，是最优决策。

总的指导思想是必须让中国的老百姓能够用得起太阳能。现在国家有一些补贴，欧盟也有一些补贴，太阳能企业还能赚一点钱。但仅是短期的。我们需要解决的是能源问题。必须让成本降下来。降低到比火力发电还要便宜。现在的低倍聚光有望做到4毛钱一度电，两三毛钱也能做。但这里还有一些未完全解决的难点。现在用的电池片是进口的。人家答应大幅度供应，但是还有一些附加条件。真要把这个东西产业化，还有很多事情要做，也就是怎样才能做出优质、廉价的N型光电池。同样的N型光电池，质量也有好坏的差别。这里面有很多科学技术工作。在座的同志们如果真想干这个事情的时候，可以找我们再来提供意见。这次来介绍的是讲大的思路和大的决策。在座的很多都是领导同志，今天不可能会讨论技术细节。

2.关于太阳能问题的交流

    【听众B】：我带本科生的时候也做过太阳能。我写了一篇论文，我觉得太阳能从理论上讲，现在是50%。我写了一篇论文，我说可以超过50%，如果可以的话，我可以把论文寄给你吗？

【何祚庥】：欢迎！关于太阳能发电理论有很多要讨论的问题。按照我看到的材料，理论计算的效率，有高达60%、70%。我认同它可以超过50%，有好多人做这方面的研究。但问题是你可以从理论上算出来达到50%、70%，真做起来这又是另外一件事情。因为技术要配套。许多复杂的因素组合在一起，理论上的计算往往会大折扣。我给各位提供的关于太阳能光电池发电效率的简表是世界上最权威的表，是2011年的，2012年还没有拿到。有朋友告诉我，它和2011年没有太大的变化。

3.太阳能睡莲是否会对鱼虾产生影响？

    【听众C】：何院士，您好！我是学生，但我是文科生毕业的，听完您刚才讲完太阳能，我比较好奇，因为您说把太阳能睡莲放在湖面上，可以解决很好的散热的功能，而且水温达到60度。放在水面上，温度60度，那些小鱼小虾，会不会被烫死了。

【何祚庥】：不是放在水面上。是冷却聚光发电的冷却水，可以达到60度。放在屋顶上，用水冷却，水温可以达到60度。放在水里，水温不会增加。由于这是高效散热。光电池的工作温度，仅比水温略高一点。

4.针对国内沿海开放型城市，除了采用水上太阳能技术，还有什么新概念新思维能够打造升级版的海洋经济？

    【听众D】：何老先生，您好！我想请教一个问题，针对国内沿海开放型城市，除了采用水上太阳能技术，还有什么新概念新思维能够打造升级版的海洋经济？谢谢！

【何祚庥】：有一个，难度也比较大。海底下有一种恒稳的海流。有一定的速度，当然就像刮风一样也有动能。海底下的水的流动，流速不算太大。但水的密度却是空气的一千倍。所以海底的海流，携带的能量比风能还要大。可以设法在海底固定装一个海底发电站，利用水能发电。但是这个技术有难度，如果你想出好办法，这就是大贡献了。而且这部份水能蕴藏的能量很大。中国工程院写了一本书，里面有图，海底的水流速度流量分布图，有一点这方面的资料。

5.海上大型风电产业的储能和输电的技术路线前景如何？

    【听众E】：关于两岸共同开发海上大型的风电产业。我要问的问题是海上大型风电产业的储能和输电的技术路线前景如何？

    【何祚庥】：风电的储能和输电的技术和太阳能的储能以及输电的技术，在技术上是完全相同的。而且在原理上，还可以共同应用同一个储能系统和输电系统。如这里介绍的大型抽水储能电站。或者说，风能发电和太阳能发电，彼此有很好的兼容性。但我需要告诉你们一个真实的情况，前面说的风能和太阳能的储能和输电可以兼容。这只是“理论”上可以兼容。在现有的风能和太阳能发电的具体设计上，一般的太阳能光电池发电的设计和风能发电的设计，是有一些矛盾的。电池板和风机相联的线路，在联结上有一些问题。只要风机叶片照在光电池上有一个小影子，就会影响一大片光电池发电。所以风能和太阳能会打架。现在做这聚光的系统，线路上做了一些调整，可以兼容。也就是说，电量的损失仅和阴影的面积直接相关。我们也考虑到福建省有一些特殊问题，台风的问题还是很讨厌。太阳能也怕台风。我看了地图，贴近水面上的风速不算太大。但是高空的风速很大。当然应考虑将风机放在往福建西部。西部的山顶上风也不小，而且常年有风。没有必要在海上搞一大片风机。完全可以往西部的山区里面走，放到山顶上。至于怎么施工，我不懂。我不是工程师，请你们的优秀的工程师研究一下，怎么把风机放在山顶上。而且风能发电还和太阳能发电共同联网。如果福建省真的要接受这个建议，大做抽水储能电站， 当然还要考虑如何发展风能。